Naukowcy chcą zidentyfikować wszystkie bakterie, które żyją - dotąd niezbadane - na ciele człowieka i w jego wnętrzu. Już pierwsze próby pokazują, że człowiek należy do istot, u których decydujące słowo mają organizmy mniejsze rozmiarem.
Człowiek nigdy nie jest sam. Już w kanale rodnym otrzymuje towarzystwo. Bakterie pochodzące z ciała matki przechodzą na dziecko. Drobnoustroje osadzają się na skórze, wędrują do ust, osiedlają się w jelitach.
Aż do śmierci człowiek pozostaje chodzącym biotopem. Na jedną komórkę ciała człowieka przypada 10 mikroorganizmów. W jednym milimetrze sześciennym zawartości jelita grubego kłębi się ponad jeden bilion żyjątek, tzn. 1 000 000 000 000 'egzemplarzy'. Niektóre z nich wytwarzają witaminy, inne regulują trawienie. W zamian otrzymują pożywienie i bezpieczne legowisko.
Człowiek nie jest w stanie sobie nawet wyobrazić, co towarzyszy mu na każdym kroku. - Nosimy prawie dwa kilogramy bakterii w naszych organizmach - mówi genetyk Dusko Ehrlich z Instytut National de la Recherche Agronomique we francuskim Jouy-en-Josas. - Bakterie tworzą organ, który jest cięższy od ludzkiego mózgu. Jednak wciąż nie jesteśmy w pełni świadomi ich funkcji w naszych organizmach - mówi.
Przy pomocy tradycyjnych procedur da się wyhodować, a potem przeanalizować tylko 20 procent żyjących na organizmie ludzkim bakterii. Z tego powodu większość mikroorganizmów jest nieznana, a ich wpływ na nasze zdrowie nie do końca zbadany.
Międzynarodowa grupa naukowców chce teraz zidentyfikować wszystkie bakterie żyjące w zakamarkach ludzkiego ciała i rozwikłać ich zbiorowe cechy dziedziczne, tzw. mikrobiom.
Na tegorocznym spotkaniu American Society of Microbiology, podczas którego spotyka się regularnie ponad 10 tysięcy naukowców, amerykańscy mikrobiolodzy przedstawią śmiały plan. Dusko Ehrlich złożył wniosek w Komisji Europejskiej o dofinansowanie badań kwotą 12 milionów euro. Podobne działania mają miejsce w Chinach i Japonii. Pod koniec roku naukowcy chcą utworzyć międzynarodowe stowarzyszenie i koordynować wspólnie pracę.
"Human Microbiome Project" - tak najprawdopodobniej będzie nazywać się organizacja - będzie kontynuacją prac nad projektem ludzkiego genomu i da możliwość zmiany wizerunku biologii człowieka - tak jak to się udało w przypadku rozszyfrowania ludzkiego genomu. Człowiek nie jest sam. Jest on istotą mieszaną - superorganizmem, który może egzystować tylko wtedy, kiedy żyją w nim i z nim współpracują różne inne formy życia.
Pod względem genetycznym bakterie mają decydujący głos, ponieważ ich materiał genetyczny jest łącznie sto razy większy od materiału genetycznego człowieka.
Do tej pory mikrobiolodzy i lekarze zajmowali się przede wszystkim tymi bakteriami, które nie były stałymi lokatorami organizmu ludzkiego, lecz, jeśli się pojawiały, mogły spowodować chorobę. Ogólnie rzecz biorąc liczba nastawionych pokojowo bakterii jest o wiele większa - przynajmniej 2000 gatunków kłębi się w wilgotnych zakamarkach ludzkiego ciała.
Nie mamy pojęcia, ile innych gatunków bakterii występuje na zewnątrz - mówi genetyk George Weinstock z Taylor College of Medicine w Houston. Teraz wydaje się, że można po raz pierwszy dokonać pewnego rodzaju inwentaryzacji. Przy pomocy specjalnych sond naukowcy mogą wybiórczo wykrywać materiał genetyczny bakterii, namnożyć go i prawie automatycznie rozszyfrować. Wystarczy wykryć mały fragment. Specjalny program komputerowy odtworzy prawidłowy genom nawet z małego skrawka.
Pierwsze próby użycia nowej techniki przyniosły zaskakujące rezultaty. Przez długi czas ludzki żołądek uważany był za niegościnne miejsce, gdyż w jego ciemnym wnętrzu kipiał kwas solny. Wprawdzie Helicobacter pylori, słynna bakteria powodująca wrzody żołądka, miałaby szanse przeżycia, ale ten obszar uznano za zamknięty dla innych.
Ale jednak był to błąd! Kiedy naukowcy przy użyciu nowoczesnych sond poddali testom żołądki 23 zdrowych osób, wyłonił się przed nimi zupełnie nowy obraz - 128 różnych szczepów bakterii kłębiło się na ściankach żołądka. Dziesięć procent z nich było zupełnie nieznanych. Szczególne wrażenie zrobiła bakteria z gatunku Deinococcus - do tej pory udawało się ją wyizolować tylko w gorących źródłach lub w złożach pierwiastków promieniotwórczych.
W jelicie też dokonano ciekawych odkryć: ze wszystkich wykrytych bakterii nieznane naukowcom było aż 62 procent. Badacze zastanawiają się teraz, jaki wpływ mogą one mieć na zdrowie człowieka.
Chociaż badania znajdują się dopiero w fazie początkowej, już zmienia się postrzeganie biologii człowieka. Przykładem jest "dziedziczenie" bakterii - człowiek dziedziczy geny w równym stopniu od matki, jak i ojca. Jednak większość szczepów bakteryjnych dziedziczy od matki. Potwierdzają to badania przeprowadzone na bliźniętach i rodzeństwie. Choć dorastali w różnych miejscach, mieli w sobie podobną florę bakteryjną - najprawdopodobniej taką, która przyswoili sobie jeszcze w łonie matki.
Jednak linia matki może zostać przerwana. Dzieci, które przyszły na świat przez cesarskie cięcie, mają inną florę bakteryjną niż ich rodzeństwo, które przyszło na świat przez kanał rodny.
Również postrzeganie chorób infekcyjnych ulega zmianie. Stąd nasuwa się wniosek, że nie wszystkie infekcje powodowane są przez jeden rodzaj bakterii. Choroba może pojawić się, kiedy zostanie zakłócona równowaga między występującymi w organizmie człowieka bakteriami.
Nie docenia się też wpływu, który bakterie wywierają na przemianę materii w organizmach człowieka i innych ssaków. Naukowcy z firmy farmaceutycznej Pfizer, zajmujący się badaniami nad lekami, zauważyli to, gdy kilka szczurów w rutynowym teście wydaliło nadzwyczaj małe ilości produktów rozpadu w moczu. Dodatkowe doświadczenia wykazały, że zwierzęta doświadczalne były hodowane w oddzielnej klatce i nosiły w sobie specyficzną kombinację bakterii jelitowych, która znacznie zmieniała ich przemianę materii.
W podobny sposób szczep bakterii współdecyduje, jak skutecznie wykorzystywane jest pożywienie przez organizm. Różnice między osobą szczupłą, która mimo swoich nagannych nawyków żywieniowych nigdy nie przytyje, i osobą otyłą, której odkłada się w nadmiarze tkanka tłuszczowa, naukowcy do tej pory tłumaczyli czynnikami wrodzonymi.
Jednak eksperymenty mikrobiologów wyłoniły obraz wielowarstwowy. Jeffrey Gordon z Washington University School of Medicine w St. Louis zbadał stolec dwunastu otyłych Amerykanów. Jak było do przewidzenia, każdy z nich zawierał odmienną florę jelitową. Jednak w oczy rzuciła się bardzo wysoka zawartość bakterii ze szczepu Firmicutes. Dalsze badania wykazały, że bakterie te mogą przerabiać cząsteczki cukru, które zazwyczaj są wydalane.
Kiedy otyłe osoby przez rok chudły, w ich jelitach zmieniała się flora bakteryjna. Gdy liczba bakterii Firmicutes spadła, wzrosła liczba bakterii ze szczepu Bacteroides. Doświadczenia na myszach wykazały, że są to bakterie, które wpływały na wagę swojego żywiciela. Jeffrey Gordon przeniósł bakterie jelitowe otyłych myszy na osobniki szczupłe. Po kilku tygodniach zaczęły one przybierać na wadze.
Przeszczepianie bakterii obrazuje, że Human Microbiome Project może wywrzeć na ludzkość o wiele silniejszy wpływ niż zidentyfikowanie genomu ludzkiego. - Jest to etycznie wątpliwe, a i technicznie nierealne, by dokonywać zmian w materiale genetycznym człowieka - mówi Dusko Ehrlich.
Może łatwiej byłoby zmieniać zbiorowy materiał genetyczny bakterii. Dzięki podawaniu pożądanych bakterii superorganizm człowieka dałoby się przeprogramować.
